Теа родилась в семье диетолога Эмили Паттерсон и юриста Энтони Панталеони. Мать Леони — уроженка Техаса англо-саксонского происхождения, а у её отца смешанные итальянские и польские корни. Теа — внучатая племянница актёра Хэнка Паттерсона, а её бабушка по отцу — общественный деятель и актриса Хеленка Панталеони, дочь виолончелиста Джозефа Адамовского и пианистки Антонины Шумовской. Прадед Леони по отцу был братом итальянского политика и экономиста Маффео Панталеони.
Настоящее имя - Элизабет Теа Панталеони (Elizabeth Téa Pantaleoni).
Начала изучать антропологию и психологию в колледже Сары Лоуренс (Sarah Lawrence College), но прервала обучение, чтобы отправиться путешествовать. Теа жила в Токио, Италии и Сен-Круа.
Фильмы и сериалы с Теа Леони (Téa Leoni) (3 картин):
